Görünmez bir kara delik nasıl "aydınlatılır"? Ne tür ekipmanlar kullanılıyor? Ne tür bir teknolojiye güveniyorsunuz?
Kara delikleri ayırt etmek için, yalnızca dünya büyüklüğünde bir teleskop yapabilir miyiz? Veya başka bir yol?
Astrofizikteki en heyecan verici keşiflerden biri, kara deliklerin yalnızca güneşin birkaç ila 100 katı olan büyük yıldız çekirdeklerinin çöküşüyle oluşmadığıdır.Ayrıca, kara delikteki - süper Kara delikler de var.
Bu kara delikler galaksilerin merkezinde bulunur ve kütleleri Güneş'in kütlesinin milyonlarca hatta milyarlarca katına ulaşır ve bunlardan biri Samanyolu'muzdadır. Şimdiye kadar, sadece dolaylı olarak gözlemleyebiliriz, ancak bu, yanıtlayıcımız Franklin Johnston için yeterli olmaktan uzak. O cevapladı:
Galaksimizde devasa bir kara delik olduğunu biliyorum, ama onu görmek için ne kadar yakın olması gerekiyor? Sanırım kara deliğin olay ufkuna yakın olmanıza gerek yok ama etrafındaki yıldızların yanı sıra emilen toz ve döküntüleri de göz önünde bulundurarak, galaksi yüzeyinin hemen üstünde veya altında olsanız bile, önemli bir mesafeden olamayacağınız görülüyor. Bakın.
Örnek: "Yıldızlararası Geçiş" filmindeki kara delik olay ufkunu gösteriyor. Kaynak: bing
Önce, bulunduğumuz galaksinin merkezinde bir kara delik olduğunu nasıl öğrendiğimizi anlatayım.
Görünür ışık altında, galaksimizin düzleminde bulunan büyük miktardaki toz, görüşümüzü karartıyor ve galaksinin merkezini görmemizi engelliyor. Ancak kızılötesi, X ışınları ve radyo gibi diğer dalga boylarında, toz yoluyla, alarm verici hızlarda hareket eden sıcak gaz, kara delikler maddeyi yutarken zaman zaman ortaya çıkan alevlenmeler ve daha fazlası dahil olmak üzere birçok olağandışı şeyi tespit edebiliriz. İkna edici: Tek bir yıldız, belirli bir noktaya yörüngede döndükten sonra artık parlamıyor.
Bu "nokta", 4 milyon güneş kütlesi ağırlığında süper kütleli bir kara deliktir. Kara deliğin kütlesi ne kadar büyükse, nokta o kadar büyük ve en azından kara deliğin yüzeyinin kapladığı fiziksel alan ne kadar büyükse, ya da başka bir deyişle, etrafında kaçmak için artık ışık enerjisinin olmadığı menzil o kadar büyük olur. Dünyamız bir şekilde bir kara deliğe dönüşmüş olsaydı, son derece küçük olurdu: olay ufku yalnızca 0,7 inç (1,7 cm) çapındaydı. Güneşimiz de aynı dönüşümü yapsaydı, çok daha büyük olurdu: yaklaşık 4 mil (6 kilometre) genişlik.
Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara delik 14,7 milyon mil (23,6 milyon kilometre) çapındadır ve Merkür'ün güneş etrafındaki yörüngesinin yaklaşık% 40'ı kadardır. Diğer galaksilerdeki kara deliklerin ondan çok daha büyük olduğu unutulmamalıdır. Sadece çok uzaktalar, binlerce ışık yılı değil, milyonlarca ışıkyılı.
Tek bir cisim olarak kara delik çok büyüktür ve uzay bozulmasının genel görelilik etkisini büyütür ve daha derin bir etki yaratır. Bununla birlikte, uzaydaki devi görmek daha kolay olsa da, ayırt edilemeyecek kadar uzaktadır. Kara deliğin fiziksel boyutu yalnızca 19 mikro ark saniyedir, bu bir ark saniyenin 19 milyonda biridir (1 derece = 60 ark dakika = 3.600 ark saniye = 3.600.000 mili yay saniye = 3.600.000.000 mikro ark saniye), ancak yaklaşık 26.000 ışıkta çok uzaktadır. Yıl dışında.
Buna karşılık, Hubble Uzay Teleskobu'nun en iyi çözünürlüğü, kara delikleri gözlemlemek için gereken çözünürlükten 1.000 kat daha büyük olan yaklaşık 26 mili arksaniye'dir ve kara delikleri ayırt edemez.
Teorik olarak, çok fazla yaklaşırsak - sadece birkaç yüz ışıkyılı uzaklıkta - görüntüsünü doğrudan alabiliriz. Ancak bu pratikte mümkün değildir. Ancak, bu sınırlamanın üstesinden gelmek için bir teknik kullanabiliriz. Bilirsiniz, ışığın sadece belirli dalga boyları vardır ve radyo ve X-ışınları ile ilgili özel olan şey, kendi dalga boylarında kara deliklerin bile anında çok "parlak" hale gelebilmeleri veya kara deliklerin yanından geçebilmeleridir. Nesneler ayrıca bir kara deliğin olay ufkunu arkadan aydınlatma yoluyla aydınlatabilir.
Çözünürlükten bahsetmişken, genel olarak konuşursak, gördüğümüz şeyin netliği, teleskop merceğinin boyutuna bağlıdır: teleskop merceğinizin kaç dalga boyu için uygun olduğu. Bu, Chandra X-ışını teleskopunun neden nispeten küçük ancak son derece yüksek çözünürlüklü olduğunu açıklar: X-ışınları çok küçük dalga boylarına sahiptir ve çoğu teleskop merceğinden geçebilir. Arecibo'daki gibi radyo teleskoplarının bu kadar büyük olmasının nedeni de budur: radyo dalgalarının çapı birkaç metre uzunluğa kadar olabilir, bu nedenle mükemmel çözünürlük elde etmek için büyük teleskoplar gerekir.
Örnek: NASA, Chandra Teleskobu'nun doğum gününün fotoğraflarını çekti. 20 yıl sonra, hala dünyadaki en güçlü görüntü var. Kaynak: bing
Resim: Dünyanın en büyük radyo teleskopu Kaynak: bing
Ancak, daha iyi çözünürlük elde etmek için değiştirilmiş bir şema kullanmak da mümkündür; bu, doğrudan kara deliğin görüntüsünü elde etmek için Dünya'nın büyüklüğünde veya daha büyük bir teleskop inşa etmemize gerek olmadığı anlamına gelir: uzun bir taban çizgisiyle ayrılmış bir dizi teleskop kullanabiliriz. Yalnızca tek bir teleskopun ışık toplama gücüne sahiptirler, bu da nesnelerin çok bulanık görüneceği anlamına gelir, ancak elde ettikleri çözünürlük, dizideki en uzaktaki iki teleskop arasındaki mesafeye benzer boyuttaki bir teleskopunkine eşdeğerdir.
Olay Ufuk Teleskobu'nun arkasındaki fikir budur: Bu tür hassas ölçümleri tamamlamak için kısa dalga radyoyu (dalga boyu yaklaşık 1 mm) gözlemlemek için çok uzun taban çizgisi interferometresine güvenmeyi planlıyoruz. İki çözüm vardır: yedi istasyon dizisi ve on üç istasyon dizisi, her ikisi de doğrudan görüntüleme yoluyla "bir kara deliğin olay ufkunun gerçekten var olup olmadığı" sorusuna yanıt verebilir.
Resim: Nisan 2017'de EHT gözlemlerine katılan 8 VLBI istasyonu. Konum kısıtlamaları nedeniyle, Güney Kutbu'nda bulunan SPT teleskopu M87'yi gözlemleyemiyor * Kaynak: EHT
Resim: VLBI baz istasyonu (Tsukuba, Ibaraki, Japonya) Kaynak: wikimedia
Galaksinin merkezindeki kara delik Yay A * ideal bir gözlem nesnesidir, çünkü tahminlere göre olay ufku, Dünya üzerindeki en geniş görülebilen ufuktur. Çok ilginç: en büyük ikinci M87'nin merkezindeki kara delik (tepede) M87, Başak gökada kümesindeki en büyük gökadadır. Olay Ufuk Teleskobu'nun hedef çözünürlüğünden beş kat daha büyüktür, bu da kara delikleri gözlemleyebileceğimiz anlamına gelir. Jetin benzeri görülmemiş ayrıntıları, bu süpersonik jet özelliklerinin biçimine ve davranışına bir göz atın.
Resim: İnsanlar tarafından çekilen ilk kara delik fotoğrafı, M87 galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin (M87 *) görüntüsü. Resmin merkezindeki loş alan "kara delik gölgesi". Kaynak: bing
Ama sorunuz tamamen onu çıplak gözlerinizle nasıl göreceğinizle ilgiliyse, o zaman size kötü haberi söylemeliyim.
İnsan gözünün çözünürlüğü sadece çok küçük ve acınacak bir 60 ark saniyedir, yani 19 mikro ark saniye çapında bir şeyi çıplak gözle ayırt etmek istiyorsanız, yaklaşık 3 milyon kata veya yaklaşık 546 astronomik birime yaklaşmanız gerekir. Yer. Güneş bize en yakın yıldızdır ve ikinci en yakın yıldız, yaklaşık 4.24 ışıkyılı uzaklıkta olan Proxima Centauri veya 268.000 astronomik birimdir! Evet, zavallı çıplak gözlerinizle gözlemleyebilmeniz için bu şey bize en yakın yıldızdan 500 kat daha yakın olmalı.
Benim tavsiyem teleskopu terk etmemek, sadece uzun yıldızlararası yolculuktan daha hızlı ve daha ekonomik (ve daha az tehlikeli) değil, aynı zamanda daha değerlidir. Çünkü bir teleskop dizisiyle gözlemleyebileceğiniz şey, gözlerinizle görebildiğinizden çok daha fazlasıdır!
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
çevir: Leo
yazar: Ethan Siegel
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
